利用DCS的过热汽温系统控制系统设计

1、利用DCS的过热汽温系统控制系统设计一、集散控制系统分析集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散控制系统。自70年代中期第一套集散控制系统问世以来,集散控制系统己经在工业控制领域得到广泛的应用,越来越多的仪表和控制工程师已经认识到集散控制系统必将成为过程工业自动控制的主流。集散控制系统的主要特性是它的集中管理和分散控制,而且,随着计算机技术的发展,网络技术己经使集散控制系统不仅主要用于分散控制,而且向着集成管理的方向发展。系统的开放不仅使不同制造厂商的集散控制系统产品可以互相连接,而且使得它们可以方便地进行数据交换。DCS集散式温度控制系统图二、DCS系统主要技术指标调研(1操作员站及工程师站

2、:CPU P850以上内存128M以上硬盘40G以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×2块加密锁组态王加密锁鼠标轨迹球键盘工业薄膜键盘显示器21寸显示器分辨率1280×1024过程控制站:CPU P850以上内存128M以上硬盘40G以上电子盘8M以上软驱 1.44M以太网卡INTEL 100M×1块串行通讯卡485卡×1块(可选(2I/O站技术指标1EF4000网络EF4000网络的主要技术指标如下:挂网主站数31挂网模块数100(不带网络中继器,最多240基本传输距离 1.2MBPS时500m,312.5KBPS时1600m允许中继级数4

3、级双网冗余具备两个通信口互为冗余的功能网络通讯方式半双工同步传输介质聚乙稀双绞线网络隔离度500Vrms通信物理层全隔离、全浮空、平衡差动传输方式有效传输字节不小于34K字节/S(1.25MBPS通讯速率2通讯网卡主要技术参数型号EF-4000网络 EF4001安装方式计算机PC总线扩展插槽插卡安装尺寸160×75mm宿主计算机具有AT插槽的IBM-PC及其兼容机I/O地址硬件任选100、120、140、160、180、1A0、1C0七种中断向量软件任意设定IRQ3、5、7、10、11、12、15或不使用耗电不大于1W工作方式连续可靠性指标MTBF80000Hr运行环境温度060C&

4、#176;,相对湿度80%3模拟量输入前端模块型号EF4101输入通道数16路通道隔离电压400V(峰峰值网络隔离度500Vrms通道采样时间80mSA/D分辨率17位测量精度0.2%被测信号类型T/C、RTD、mV、mA4模拟量输出前端模块型号EF4601输出通道数6路(全隔离通道隔离电压500V网络隔离度500Vrms电压输出范围-10V +10V电流输出范围0 20 mA控制精度0.2级5数字量输入前端模块型号EF4201输入通道数28路通道隔离电压350V网络隔离度500Vrms计数速率500次/秒(低频通道计数速率8000次/秒(高频通道事件分辨率1mS(低频通道计数长度24位(三字

5、节测频范围0 Hz 8000 Hz(高频通道6数字量输出前端模块型号EF4203输出通道数16路(EF4203通道隔离电压350V网络隔离度500Vrms结点开关电流100 mA结点开关电压350 V结点隔离电压350 V结点闭合时间0.6 mS结点断开时间0.15 ms7执行器脉冲控制单元输出结点电压380 V输出结点电流5A系统网络采用国际上通用的Ethernet 网,通信速率为100Mbps,遵循IEEE 802.3协议。系统网络可直接与其他Ethernet网通信系统连接,也可挂接PC机作为网关连入厂级信息管理系统,加上管理功能,可方便地构成CIMS系统。系统的可靠性:过程控制站冗余配置

6、、自动检测和自动进行无扰动切换;网络服务器冗余配置、自动检测和自动进行无扰动切换;现场总线层通讯网络冗余配置、自动检测和自动进行无扰动切换;系统通讯网络冗余配置、自动检测和自动进行无扰动切换;系统供电电源冗余配置、自动检测和自动进行无扰动切换;直流供电电源冗余配置、自动检测和自动进行无扰动切换;系统的平均无故障时间MTBF >100000小时。三、主气温控制方案1、主气温是单元机组的安全经济参数,主气温控制的目的就是要通过适当的调节而手段,使主气温度按照给定规律变化。图为采用喷水调节的串级控制系统原理结构。2、除了减温水量以外,影响过热器出口温度的其他主要因素还有蒸汽量扰动和烟气量扰动,

7、统称为外部扰动。为了提高控制系统抵御外部干扰的能了,一般使用前馈的方法。右图为实际温度控制系统的结构图(SAMA图,图中同时还给出了控制回路的基本结构及调节器跟踪、手动和自动切换逻辑。四、锅炉主蒸汽温度控制系统画面设计1、主蒸汽温度控制系统的DCS实现(1用DCS实现上述温度控制系统式,需要从输入输出信号连接、控制回路组态、数据库组态及画面组态等几方面进行。A、输入/输出信号连接输入信号:主汽温度、喷水后温度、蒸汽流量、送风量及阀位信号B、输出信号:阀位指令C、DCS系统:I/O信号要分配I/O模件与端子单元,端子单元与I/O模件相对应。(2DCS中,操作员站上的所有显示操作画面均可通过工程师站上的图形组态软件来制作。下图为一个简单的操作画面简单操作画面2、根据锅炉汽水系统设备和运行要求,设计锅炉